三相同步發電機的組成及工作原理

2020-12-10 電子產品世界

三相同步發電機由原動機拖動直流勵磁的同步發電機轉子，以轉速n(rpm)旋轉，根據電磁應原理，三相定子繞阻便感應交流電勢。定子繞阻若接入用電負載，電機就有交流電能輸出。若認為磁路不飽和，則電樞磁勢與磁極磁勢各自產生相應的磁通，並在定子繞阻 內感因電勢。對於 極電機，電樞磁勢所感應的電勢可以表示為Ea=-jIaXa. Xa被稱為電樞反應電抗。 Xa+Xσ=Xs隱極同步發電機的同步電抗。對於凸極電機，因直軸.交軸處磁阻不同，可將電樞磁勢分解成Fad和Faq分別研究。它們所感應的電勢分別寫成Ead=-jIdXad和Eaq=-jIqXaq，式中Xad.Xaq分別是直軸及交軸電樞反應電抗。Xad+Xσ=Xd.Xaq+Xσ=Xq,Xd和Xq分別為直軸同步電抗和交交軸同步電抗。Xσ為漏磁通引起的電抗 。同步電抗是決定同步電機性能的一個重要參數，通個開路實驗和穩態實驗就可求取。
同步發電機的空載特性是一個很重要的特性，它直接影響著電機的其它特性，通個開路實驗還可以發現勵磁系統的故障。態短路特性和零功率因數特性也都屬於同步電機的重要特性，和空載特性配合，可以求出同步發電機的態參數及確定出補償電樞的勵磁電流。
同步發電機的外特性曲線用來求取電機運行時的重要指標之一及電壓調整率。
同步發電機的調整特性可使運行人員知道在功率因數一定時，不改變端電壓值.負載電流到多小而不使勵磁電流超過規定值。
國家標準"GB1029" 對三相同步電機的實驗方法作了具體規定，適用於普通三相同步發電機的型式實驗或檢查實驗。通過實驗可以確定該電機各性 能指標。各種電機的效率和電壓調整率均在部頒標準的相應技術條件中有具體規定，將實驗結果與標準規定數據比較即可確定某同步發電機的質量和性能了。
若求取額定勵磁電流和電壓變化率，一般用做圖法，跟國家標準GB1029介紹，其具體步驟如下：
（1） 如圖1上繪製開路特性曲線，並沿縱軸額定相電壓相量UN.
（2）自原點O作額定電樞電流相量IN，與縱軸成ΦN角（cosΦN 為額定功率因數）。
（3）從相量UN終端作出電樞繞組電阻壓降INRa平行與相量 ，IN,Ra為基準工作溫度時的繞組電阻（對大型電機的Ra可忽略不計，對小型電機可進可行實際測量），從INRa終端作一垂直於相量IN的保梯電抗壓降相
量INXp（Xp的保梯電抗壓降相量INXp（Xp的求法見下（5），UN和INRa及
和INRa及INXp的相量和為相量Ep,Ep和UN的夾角δ。
（4）由開路特性確定的對應於Ep的勵磁電流為Ifp在相量終端上與縱
與縱軸成δ+ΦN角做相量Ifa
（5）額定電樞電流時電樞反應的勵磁電流Ifa和保梯電抗Xp的確定：
如右下圖上的開路特性曲線，並在圖上作F點，F點的縱坐標為額定電壓，橫坐標為零功率因數特性上對應于于額定電樞電壓.額定電樞電流的勵磁電流通過通過F點作平行於橫軸的直線CF，取CF的長度等於三相穩態短特性曲線上對應於額定樞電流的勵磁電流Ifk，自點C作直線平行於開路特性的直線部分於開路特性交於H，自CF作的垂線HK交CF於K，線段
HK的長度即為額定電樞電流時在保梯電流電抗Xp上的壓降△Up，則保梯
電抗Xp，可按下式計算。
Xp＝△Up／IN
若用標麼值繪製開路特性曲線時,則,即可直接得出.線段的長度代表對應於時的勵磁電流.
?(6)與的向量和即為額定勵磁電流。
（7）由開路特性曲線求出對應與開路電壓。電壓變化率按下式機算
△U=（U0-UN)/UN*100
註：實驗室裡為教學實驗用的同步電機通常是小型的。

一> 發電機概述

發電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉換為電能。發電機在工農業生產，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。

發電機的形式很多，但其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。

發電機已實施出口產品質量許可制度，未取得出口質量許可證的產品不準出口。

二>發電機的分類可歸納如下：

發電機分：直流發電機和交流發電機

交流發電機分：同步發電機和異步發電機(很少採用)

交流發電機還可分為單相發電機與三相發電機。

三>發電機結構及工作原理

發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。

定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。

轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。

由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在迴路中，便產生了電流。

柴油發電機工作原理

柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。

在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾後的潔淨空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為『作功』。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連杆變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。

將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用『電磁感應』原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載迴路就能產生電流。

這裡只描述發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和迴路。 詳細請進>>> 汽油發電機原理

汽油機驅動發電機運轉，將汽油的能量轉化為電能。

在汽油機汽缸內，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行作功。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連杆變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與汽油機曲軸同軸安裝，就可以利用汽油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用『電磁感應』原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載迴路就能產生電流。

單相異步電動機相關文章:單相異步電動機原理

三相異步電動機相關文章:三相異步電動機原理 汽車防盜機相關文章:汽車防盜機原理

相關焦點

  • 三相同步電機的工作原理
    一般同步電機的定 子和異步電機的定子相同，在定子鐵芯內圓上分布一定數量的槽， 在糟中嵌放三相對稱繞組。對於發電機，定子叉叫電樞。同步電機的轉子主要是由磁極和勵藏繞組構成，勵磁繞組是靠外接直流電源供給勵磁電流的。同步發電機和同步電機的工作原理分述如下。
  • 永磁同步電機工作原理,永磁同步電機介紹
    小編今天先不給大家介紹汽車車型，小編給大家說一個東西叫永磁同步電機，大家有知道這個東西的嗎？今天就來為大家介紹一下永磁同步電機工作原理。永磁同步電機是由永磁體勵磁產生同步旋轉磁場的同步電機，永磁體作為轉子產生旋轉磁場，三相定子繞組在旋轉磁場作用下通過電樞反應，感應三相對稱電流。
  • 永磁同步電機工作原理
    導讀：本文主要介紹的是永磁同步電機工作原理，感興趣的盆友們快來看一下吧~~~很漲姿勢的哦~~~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/275004
  • 直流電機和三相電機工作原理及區別
    當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能;作發電機運行時是直流發電機，將機械能轉換為電能。直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產生磁場，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。
  • 永磁發電機原理
    導讀：大家對發電機這個詞一定很熟悉吧，而永磁發電機它是發電機中的其中一種，因為勵磁磁場是有永磁體產生，所以稱永磁發電機，本文主要介紹永磁發電機的工作原理，感興趣的同學快來學習吧。
  • 交流發電機發電原理_交流發電機結構_交流發電機的安裝和接線方法
    三相交流同步發電機應用得最為廣泛，它是現代發電廠（站）的主體設備。目前，世界上絕大部分的交流電都是同步發電機產生的。，發電機會提供恆壓，使其在正常狀態下工作。9管交流發電機的整流器是由6隻大功率整流二極體和3隻小功率勵磁二極體組成的交流發電機。 　　其中6隻大功率整流二極體組成三相全波橋式整流電路，對外負載供電，3隻小功率管二極體與三隻大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發電機磁場供電。所以稱3隻小功率管為勵磁二極體。9管交流發電機電路見圖2-16
  • 三相交流柴油發電機組的勵磁原理
    利用導線切割磁力線感應出電勢的電磁感應原理，將原動機的機械能變為電能輸出。同步柴油發電機組由定子和轉子兩部分組成。定子是發出電力的電樞，轉子是磁極。定子由電樞鐵芯，均勻排放的三相繞組及機座和端蓋等組成。轉子通常為隱極式，由勵磁繞組、鐵芯和軸、護環、中心環等組成。轉子的勵磁繞組通入直流電流，產生接近於正弦分布磁場(稱為轉子磁場)，其有效勵磁磁通與靜止的電樞繞組相交鏈。轉子旋轉時，轉子磁場隨同一起旋轉、每轉一周，磁力線順序切割定子的每相繞組，在三相定子繞組內感應出三相交流電勢。
  • 三相同步電機的結構及分類方式
    同步電機主要由磁極和電樞兩部分組成，可以做成磁極固定、電樞旋轉的同步電機(轉樞式)，這種形式在小容量同步電機中得到某些應用，也可以做成電樞固定而磁極旋轉的同步電機(轉式)。這種形式廣泛應用於大、中型容量的同步電機中，並成為同步電機的通常結構形式。這種結構形式有下列特點。
  • KUKA機器人電機-同步電機工作原理
    本文轉載自【微信公眾號：機器人及PLC自動化應用，ID：ZS18943047820】，經微信公眾號授權轉載，如需轉載與原文作者聯繫庫卡所用電機採用的是交流電同步電機同步電機，和感應電機同步電機是電力系統的心臟，它是一種集旋轉與靜止、電磁變化與機械運動於一體，實現電能與機械能變換的元件，其動態性能十分複雜，而且其動態性能又對全電力系統的動態性能有極大影響。特點是：穩態運行時，轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關係n=ns=60f/p，其中f為電網頻率，p為電機的極對數，ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩態時同步電機的轉速恆為常數而與負載的大小無關。
  • 三相交流同步發電機的勵磁系統
    二、機械整流式勵磁系統這種勵磁系統的發電機定子除了三相線圈外，還增加了低電壓的三相附加線圈，附加線圈發出的三相低壓交流電，經過三個電刷進入與轉子同軸旋轉的機械整流器，變成直流電後供給轉子的勵磁線圈。機械整流器是一個分四段絕緣的銅質滑環，當三相交流電的方向變化時，由於滑環與電刷的接觸點也同時改變，可以使從滑環流入轉子線圈的電流方向始終不變。三聯圓盤式變阻器是在發電機負載變化時，用以調節電阻起穩定電壓的作用。這種發電機在出廠時，接線板內部的線均已經接好了，所以安裝比較方便。
  • 三相異步電機的工作原理
    1、三相異步電機的基本原理為了說明異步電機的基本原理，先做一個簡單的實驗。圖6-15是一個裝有手柄的馬蹄形磁鐵，在它的兩極間放著一一個可以自由轉動的，由許多銅條組成的導體。2、三相異步電機的工作原理轉子的轉動通過上面分析，當定子繞組通人三相交流電時，在氣隙中產生旋轉磁場，假定磁場旋轉的轉向是順時針方向，如圖6-17所示。開始通電時，轉子是靜止的，與磁場有相對運動。
  • 一組圖帶你了解,車輛啟動系統組成與工作原理
    關於汽車系統的工作與原理，我們先來了解啟動系統由哪些零部件組成。發電機、蓄電池、點火開關、啟動繼電器、起動機發電機 汽車發電機是汽車的主要電源，其功用是在發動機正常運轉時，向所有用電設備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。在普通交流發電機三相定子繞組基礎上，增加繞組匝數並引出接線頭，增加一套三相橋式整流器。
  • 玉柴發電機 350kw:玉柴發電機型號大全旋轉磁極式同步發電機
    今天擅長分析發電機價格—康姆勒發電機分享關於：「玉柴發電機 350kw：玉柴發電機型號大全旋轉磁極式同步發電機」旋轉磁極式同步發電機旋轉磁極式同步發電機的結構中，其磁極是旋轉的，電樞是固定的，電樞繞組的感應電勢不通過集電環和電刷而直接送往外電路
  • 同步發電機的「同步」是指什麼意思
    13、高壓設備巡視的注意事項①巡視高壓設備時，不得進行其他工作，不得移開或越過遮欄。②雷雨天氣時，應穿絕緣靴，並不得接近避雷器和避雷針。③高壓設備發生接地時，室內不得接近故障點4m以內，室外不得接近8m以內，進入範圍必須穿絕緣靴，接觸設備外殼，構架時，應戴絕緣手套。④進出高壓室，必須將門鎖好。
  • 汽車發電機結構原理與動力
    汽車發電機是汽車的主要電源，其功用是在發動機正常運轉時（怠速以上），向所有用電設備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。在普通交流發電機三相定子繞組基礎上，增加繞組匝數並引出接線頭，增加一套三相橋式整流器。
  • 中小型中壓無刷同步發電機的設計特點
    由於風力發電機安裝於幾十米甚至上百米高的塔架上，使用環境特殊，必須方便維護，降低維護成本，無刷同步發電機在此顯現出其優點。以進口機組為主的風電市場。迫切地需要我國自行開發擁有自主智慧財產權、技術先進、適合我國氣候和地理條件的發電機組，因此我們對中小型中壓無刷同步發電機進行設計研究。
  • 三相異步電動機的結構和原理
    我們今天一起學習下三相異步電動機的知識，首先我們來了解一下三相異步電動機的結構和原理。先看一下三相異步電動機的結構。根據轉子繞組的不同的形式，我們把三相異步電動機分為鼠籠式型的三相異步電動機和繞線型的三相異步電動機。定子由機座，定子鐵芯，定子繞組；轉子由轉子鐵芯，轉子繞組，以及相應的軸和軸承所組成。在三相異步電動機的基座上有散熱筋，是增加異步電動機的散熱功能。
  • 知識貼:雙饋發電機的基本概念、原理和結構
    雙饋發電機是結合了異步發電機和同步發電機的優點而發展起來的一種新型發電機。具有良好的調速性能、有功和無功功率獨立可調、改善電網功率因數、提高系統的穩定性以及相對較小的勵磁容量等優點。可廣泛應用於風力以及抽水蓄能等新型可再生能源發電系統中。
  • 三相異步電動機原理
    導讀：本文主要講述的是三相異步電動機的原理，感興趣的童鞋們快來學習一下吧~~~很漲姿勢的哦~~~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/278783.htm
  • 國產郵輪交付 採用永磁同步發電機與直流組網電力推進系統
    輔助電力推進裝置：主發電機用來供電給主要工作機械，而在航行時，主要工作機械不工作，主發電機供電給推進發動機，推進船舶。這種裝置用在自航式起重船、挖泥船、水上各種工程船等。特殊電力推進裝置：主機工作時，除帶動螺旋槳外，還帶動推進電動機，推進電動機實際上用作軸帶發電機，供電給蓄電池充電；主機不工作時由蓄電池供電給推進電動機。